一种MC8系列超低温真空夹套阀的制作方法

一种mc8系列超低温真空夹套阀
技术领域
1.本发明涉及阀门密封技术领域，具体为一种mc8系列超低温真空夹套阀。


背景技术：

2.液氢作为一种高效的、可储存的清洁能源，在产业链的各个环节上都表现出广阔的发展前景。由于液氢具有易燃易爆超低温的显著特点，在空气中的体积含量达到18％即可发生爆炸，其液态温度低至-253℃，极易气化，且气化后体积可膨胀到液态的数百倍，对承载液氢的容器或阀门会造成巨大的破坏作用，且氢分子具有极强的扩散能力，能通过极小的缝隙，甚至能透过部分金属，因此对低温液氢用阀门的选型设计提出了更高的要求。
3.尽管国内材质设计满足低温要求，但零部件的承压和密封性能仍需改进完善；减少低温的漏热量，成为低温阀门研发与生产的一个关键，为此，提出了一种mc8系列超低温真空夹套阀。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种mc8系列超低温真空夹套阀。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种mc8系列超低温真空夹套阀，包括：异径三通、阀体组件、阀瓣组件、支架组件、夹套组件、波纹管组件，夹套组件设置于异径三通外，阀体组件设置于异径三通的内部，阀瓣组件设置于阀体组件内，波纹管组件与夹套组件相连接，支架组件设置于波纹管组件上侧；
7.其中，夹套组件包括夹套接管，所述夹套接管连通于异径三通的内部，所述夹套接管内设置有加长体，所述加长体的内部设有多个第一连接轴，所述第一连接轴的外部连接有多个v形导向环，所述第一连接轴的一端安装有第二连接轴，另一端安装有第三连接轴；
8.波纹管组件包括真空波纹管，所述真空波纹管与夹套接管远离异径三通的一端相连接，所述真空波纹管的另一端安装有上法兰，所述第三连接轴上安装有中阀杆，所述中阀杆上安装有内波纹管，所述内波纹管远离中阀杆的一端安装有内连接法兰；
9.其中，夹套组件用于抽高真空以降低对流传热；
10.波纹管组件用于当温度梯度引起变形后，通过真空波纹管和内波纹管吸收焊接及低温引起的微量变形，消除热应力。
11.本发明一个或多个实施例中，所述中阀杆上安装有连接杆体，所述上法兰上设有阀盖，所述阀盖和上法兰的连接处安装有内连接法兰，所述内连接法兰的上下两侧设置有用于密封的金属缠绕垫。
12.本发明一个或多个实施例中，所述阀盖上安装有压盖，所述阀盖的外部安装有底板，所述阀盖通过锁紧螺母与压盖、底板相固定，所述压盖位于阀盖内的底部安装有压套，所述压套的下方安装有上填料，所述上填料远离压套的外部安装有多个中填料，所述中填
料的外部安装有下填料，下填料的底部安装有填料垫，所述连接杆体贯穿于压盖的外部。
13.本发明一个或多个实施例中，支架组件包括两个支柱，所述支柱的一端对称安装于底板上，所述支柱的另一端通过螺栓安装有支架板，所述连接杆体的一端安装有上阀杆，所述上阀杆的外部安装有连接套，所述连接套的底部通过螺栓安装有定位片，所述定位片的外部与支柱间隙配合。
14.本发明一个或多个实施例中，所述上阀杆远离连接套的一端通过阀杆螺母贯穿于支架板的外部，且安装有手轮。
15.本发明一个或多个实施例中，阀体组件包括阀体，所述阀体与加长体的一端相焊接，阀体的内部设有流通通道，所述阀体的两端均安装有过渡管，所述异径三通的两端均安装有封头，所述过渡管穿透于封头的外部。
16.本发明一个或多个实施例中，接头组件包括直流通道，直流通道开设于上法兰上，直流通道的内部安装有卡套，所述卡套的一端通过连接头安装有连接螺母，所述卡套的一端安装有密封头，所述密封头的一端安装于连接螺母上。
17.本发明一个或多个实施例中，阀瓣组件包括下阀杆，所述下阀杆安装于第二连接轴上，所述下阀杆远离第二连接轴的一端通过阀瓣盖安装有阀瓣，所述阀瓣的外部安装有密封圈，所述密封圈的底部安装有垫圈。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.本发明中，可用于-253℃的低温介质，如液氢、液氦，其中，真空波纹管、加长体、多层绝热包覆、内波纹管、连接杆体形成四层辐射屏蔽的真空夹套结构，降低热传递，通过在加长体和夹套接管之间的夹层抽成真空，降低对流传热，降低气体分子碰撞的概率，真空度控制在10-2
pa以上，降低对流传热，具有极低的冷损耗；
20.本发明中，通过设置内波纹管，使填料密封可达到低温下氦检100ppmv，防止液氢外泄和空气进入造成波纹管的结霜或引起爆炸，通过设置真空波纹管，平衡和消除由于温度变化而引起的内外壳体变形，减少低温的漏热量，同时保持其内部介质温度不升高，隔绝其与外部环境及其与上阀杆上端操作部分的热传递。
附图说明
21.图1为本发明mc8系列超低温真空夹套阀的内部结构示意图；
22.图2为本发明mc8系列超低温真空夹套阀的外部立体结构示意图；
23.图3为本发明mc8系列超低温真空夹套阀的左视结构示意图；
24.图4为本发明mc8系列超低温真空夹套阀图1中的c区放大的结构示意图；
25.图5为本发明mc8系列超低温真空夹套阀图1中的d区放大的结构示意图；
26.图6为本发明mc8系列超低温真空夹套阀图1中的a区放大的结构示意图；
27.图7为本发明mc8系列超低温真空夹套阀图1中的b区放大的结构示意图。
28.图中：1、阀体；2、阀瓣；201、垫圈；202、密封圈；203、下阀杆；204、阀瓣盖；3、第一连接轴；301、第二连接轴；302、第三连接轴；4、金属缠绕垫；5、真空波纹管；6、阀盖；7、填料垫；8、上填料；801、中填料；802、下填料；9、压套；10、压盖；11、支柱；12、锁紧螺母；13、上阀杆；14、连接套；15、定位片；16、支架板；17、阀杆螺母；18、手轮；19、异径三通；20、过渡管；21、加长体；22、v形导向环；23、底板；24、连接螺母；2401、连接头；2402、卡套；2403、密封头；25、夹
套接管；26、封头；27、上法兰；28、内波纹管；29、内连接法兰；30、中阀杆；31、连接杆体。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参阅图1-图7，本发明提供一种技术方案：
31.一种mc8系列超低温真空夹套阀，包括：异径三通19、阀体组件、阀瓣组件、支架组件、夹套组件、波纹管组件，夹套组件设置于异径三通19上，阀体组件设置于异径三通19的内部，阀瓣组件设置于阀体组件内，波纹管组件与夹套组件相连接，支架组件设置于波纹管组件上侧；
32.其中，夹套组件包括夹套接管25，夹套接管25连通于异径三通19的内部，夹套接管25内设置有加长体21，加长体21的内部设有多个第一连接轴3，第一连接轴3的外部连接有多个v形导向环22，第一连接轴3的一端安装有第二连接轴301，另一端安装有第三连接轴302；
33.波纹管组件包括真空波纹管5，真空波纹管5与夹套接管25远离异径三通19的一端相连接，真空波纹管5的另一端安装有上法兰27，第三连接轴302上安装有中阀杆30，中阀杆30上安装有内波纹管28，内波纹管28远离中阀杆30的一端安装有内连接法兰29；
34.其中，夹套组件用于抽高真空以降低对流传热；
35.波纹管组件用于当温度梯度引起变形后，通过真空波纹管5和内波纹管28吸收焊接及低温引起的微量变形，消除热应力。
36.进一步的，夹套接管25的内部与加长体21的外部均进行了抛光处理，减少了辐射传热；真空波纹管5、加长体21、内波纹管28、连接杆体31形成四层辐射屏蔽的真空夹套结构，在安装过程中，将真空波纹管5和夹套接管25与加长体21之间的间隙抽至真空状态，降低气体分子碰撞的概率，真空度控制在10-2
pa以上，降低对流传热，具有极低的冷损耗；
37.v形导向环22为多层pctfe，既能保持连接杆体31始终对中性，又将蒸汽空间内的低温介质分隔成几个独立的不流动的空间，阻断了对流传热通道，同时由于pctfe材质为高性能塑料，在-253℃低温状态下仍有一定弹性，因此能调整低温下金属微量变形引起的配合间隙的变化，避免常温状态下的导向配合设计无法满足低温工况的问题。
38.中阀杆30的中间段为中空结构，减少了金属材料的热传导。
39.阀瓣2密封采用金属镶嵌pctfe的结构，非常规金属硬密封结构，利用pctfe在低温下能保持的弹性变形且避免了金属材料在低温下产生相变，奥氏体转变成马氏体过程中晶粒涨大后密封面变形无法密封的问题。
40.通过设置内波纹管28，在使用过程中，可达到气泡级的密封，防止液氢外泄和空气进入造成波纹管的结霜或引起爆炸，通过设置真空波纹管5，平衡和消除由于温度变化而引起的内外壳体变形，通过设置加长体21，在满足强度和刚度的前提下，加长长度，减少轴向漏热和径向漏热，减少截面积，且材质采用316，同时设置下阀杆203、第一连接轴3、连接杆体31、上阀杆13，增大接触热阻。
41.具体的，中阀杆30上安装有连接杆体31，上法兰27上设有阀盖6，阀盖6和上法兰27的连接处安装有内连接法兰29，内连接法兰29的上下两侧设置有用于密封的金属缠绕垫4。
42.具体的，阀盖6上安装有压盖10，阀盖6的外部安装有底板23，阀盖6通过锁紧螺母12与压盖10、底板23相固定，压盖10位于阀盖6内的底部安装有压套9，压套9的下方安装有上填料8，上填料8远离压套9的外部安装有多个中填料801，中填料801的外部安装有下填料802，下填料802的底部安装有填料垫7，连接杆体31贯穿于压盖10的外部。
43.其中，上填料8、中填料801和下填料802采用ptfe材料，有助于填料的弹性衰减后密封效果下降的情况，防止介质上部泄漏，导致事故的发生，同时具有润滑作用。
44.具体的，支架组件包括两个支柱11，支柱11的一端对称安装于底板23上，支柱11的另一端通过螺栓安装有支架板16，连接杆体31的一端安装有上阀杆13，上阀杆13的外部安装有连接套14，连接套14的底部通过螺栓安装有定位片15，定位片15的外部与支柱11间隙配合。
45.其中，阀杆分为上阀杆13和下阀杆203，降低本技术机械机构的传导热量。
46.具体的，上阀杆13远离连接套14的一端通过阀杆螺母17贯穿于支架板16的外部，且安装有手轮18。
47.其中，手轮18与上阀杆13的连接处通过螺栓进行固定连接，手轮18上设置有手柄，便于工作人员转动发力。
48.具体的，阀体组件包括阀体1，阀体1与加长体21的一端相焊接，阀体1的内部设有流通通道，阀体1的两端均安装有过渡管20，异径三通19的两端均安装有封头26，过渡管20穿透于封头26的外部。
49.其中，流通通道与阀瓣组件为90
°
设置，当阀瓣组件与流通通道相贴合后，即可对介质进行截断，过渡管20贯穿于封头26的外部，给予阀体1限位作用，过渡管20位于异径三通19外部的一端与外部管道相连接。
50.具体的，接头组件包括直流通道，直流通道开设于上法兰27上，直流通道的内部安装有卡套2402，卡套2402的一端通过连接头2401安装有连接螺母24，卡套2402的一端安装有密封头2403，密封头2403的一端安装于连接螺母24上。
51.其中，卡套2402为中空管，连接头2401固定于连接螺母24与卡套2402的连接处，且密封头2403与卡套2402相接触的一端为球状，另一端贯穿于连接螺母24且延伸于外部。
52.具体的，阀瓣组件包括下阀杆203，下阀杆203安装于第二连接轴301上，下阀杆203远离第二连接轴301的一端通过阀瓣盖204安装有阀瓣2，阀瓣2的外部安装有密封圈202，密封圈202的底部安装有垫圈201。
53.其中，阀瓣组件在第一连接轴3的内部上下移动，阀瓣2采用锥面密封，密封圈202和垫圈201采用增强pctfe，用于减小阀杆的截面尺寸降低漏热，并使阀门在操作力下更加密封。
54.根据上述技术方案对本方案工作步骤进行总结梳理：过渡管20与管道连通后，当输送的介质为-253℃的液氢，而夹套接管25为常温时，阀瓣组件上升，介质开始流通，介质随第一连接轴3上升与内波纹管28相接触，通过设置上填料8、中填料801和下填料802，防止介质上部泄漏，通过设置真空波纹管5，平衡和消除由于温度变化而引起的内外壳体变形。
55.进一步的，热传递的途径主要分为轴向传递和径向传递，轴向传递主要是指热量
从过渡管20到阀体1，再沿着加长体21向上阀杆13顶端传递，具体可以分为夹套接管25的外管轴向传递、上阀杆13内杆轴向传递、上阀杆13外侧蒸汽空间的对流传递。径向传递主要是指介质通过第一连接轴3的内壁传热到加长体21外壁上的真空绝热包覆层，再通过内波纹管28和真空波纹管5完成传热过程。
56.本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种mc8系列超低温真空夹套阀，其特征在于，包括：异径三通(19)、阀体组件、阀瓣组件、支架组件、夹套组件、波纹管组件，夹套组件设置于异径三通(19)外，阀体组件设置于异径三通(19)的内部，阀瓣组件设置于阀体组件内，波纹管组件与夹套组件相连接，支架组件设置于波纹管组件上侧；其中，夹套组件包括夹套接管(25)，所述夹套接管(25)连通于异径三通(19)的内部，所述夹套接管(25)内设置有加长体(21)，所述加长体(21)的内部设有多个第一连接轴(3)，所述第一连接轴(3)的外部连接有多个v形导向环(22)，所述第一连接轴(3)的一端安装有第二连接轴(301)，另一端安装有第三连接轴(302)；波纹管组件包括真空波纹管(5)，所述真空波纹管(5)与夹套接管(25)远离异径三通(19)的一端相连接，所述真空波纹管(5)的另一端安装有上法兰(27)，所述第三连接轴(302)上安装有中阀杆(30)，所述中阀杆(30)上安装有内波纹管(28)，所述内波纹管(28)远离中阀杆(30)的一端安装有内连接法兰(29)；其中，夹套组件用于抽高真空以降低对流传热；波纹管组件用于当温度梯度引起变形后，通过真空波纹管(5)和内波纹管(28)吸收焊接及低温引起的微量变形，消除热应力。2.根据权利要求1所述的一种mc8系列超低温真空夹套阀，其特征在于：所述中阀杆(30)上安装有连接杆体(31)，所述上法兰(27)上设有阀盖(6)，所述阀盖(6)和上法兰(27)的连接处安装有内连接法兰(29)，所述内连接法兰(29)的上下两侧设置有用于密封的金属缠绕垫(4)。3.根据权利要求2所述的一种mc8系列超低温真空夹套阀，其特征在于：所述阀盖(6)上安装有压盖(10)，所述阀盖(6)的外部安装有底板(23)，所述阀盖(6)通过锁紧螺母(12)与压盖(10)、底板(23)相固定，所述压盖(10)位于阀盖(6)内的底部安装有压套(9)，所述压套(9)的下方安装有上填料(8)，所述上填料(8)远离压套(9)的外部安装有多个中填料(801)，所述中填料(801)的外部安装有下填料(802)，下填料(802)的底部安装有填料垫(7)，所述连接杆体(31)贯穿于压盖(10)的外部。4.根据权利要求2所述的一种mc8系列超低温真空夹套阀，其特征在于：支架组件包括两个支柱(11)，所述支柱(11)的一端对称安装于底板(23)上，所述支柱(11)的另一端通过螺栓安装有支架板(16)，所述连接杆体(31)的一端安装有上阀杆(13)，所述上阀杆(13)的外部安装有连接套(14)，所述连接套(14)的底部通过螺栓安装有定位片(15)，所述定位片(15)的外部与支柱(11)间隙配合。5.根据权利要求4所述的一种mc8系列超低温真空夹套阀，其特征在于：所述上阀杆(13)远离连接套(14)的一端通过阀杆螺母(17)贯穿于支架板(16)的外部，且安装有手轮(18)。6.根据权利要求1所述的一种mc8系列超低温真空夹套阀，其特征在于：阀体组件包括阀体(1)，所述阀体(1)与加长体(21)的一端相焊接，阀体(1)的内部设有流通通道，所述阀体(1)的两端均安装有过渡管(20)，所述异径三通(19)的两端均安装有封头(26)，所述过渡管(20)穿透于封头(26)的外部。7.根据权利要求1所述的一种mc8系列超低温真空夹套阀，其特征在于：接头组件包括直流通道，直流通道开设于上法兰(27)上，直流通道的内部安装有卡套(2402)，所述卡套
(2402)的一端通过连接头(2401)安装有连接螺母(24)，所述卡套(2402)的一端安装有密封头(2403)，所述密封头(2403)的一端安装于连接螺母(24)上。8.根据权利要求1所述的一种mc8系列超低温真空夹套阀，其特征在于：阀瓣组件包括下阀杆(203)，所述下阀杆(203)安装于第二连接轴(301)上，所述下阀杆(203)远离第二连接轴(301)的一端通过阀瓣盖(204)安装有阀瓣(2)，所述阀瓣(2)的外部安装有密封圈(202)，所述密封圈(202)的底部安装有垫圈(201)。

技术总结
本发明公开了一种MC8系列超低温真空夹套阀，属于阀门密封技术领域，包括：异径三通、阀体组件、阀瓣组件、支架组件、夹套组件、波纹管组件，夹套组件设置于异径三通外，阀体组件设置于异径三通的内部，阀瓣组件设置于阀体组件内，波纹管组件与夹套组件相连接，支架组件设置于波纹管组件上侧，本发明中，可用于-253℃的低温介质，如液氢、液氦，其中，真空波纹管、加长体、多层绝热包覆、内波纹管、连接杆体形成四层辐射屏蔽的真空夹套结构，降低热传递，通过在加长体和夹套接管之间的夹层抽成真空，降低对流传热，降低气体分子碰撞的概率，真空度控制在10-2


技术研发人员：陶诗亮 康世屏 章晓波 章成忠
受保护的技术使用者：上海美科阀门有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/20